前文“黑山峡水库引水航运并加压虹吸沙漠排泥沙,必成为最伟大水利工程”。从原理上讲,黑山峡水库(水位1380米)加压虹吸向腾格里沙漠(洼地1200米)、毛乌素沙漠(洼地1100~950米)排泥沙具有可行性。
与大坝底部排沙洞直接向坝前河道排泥沙不同,这是将泥沙由库底通过导流隧洞、在水位差压力作用下推上去、排出去。导流隧洞建法、出口比降如何控制?
黄河泥沙粒径以细颗粒为主,但粗泥沙危害最大;约 89% 的泥沙来自中游黄土高原,其中 74% 为粗泥沙。
典型砂质泥沙(比重约 2.65)的起动流速约为 0.2–0.5 米/秒。
黄河下游河长786公里,桃花峪海拔96米,比降为0.12‰,主河道平均流速为0.8–1.5 米/秒(包括了小浪底水库下泄水的初速度)。
下游形成地上河的原因就是泥沙含量高、流速慢。
黄河流速如提升一倍,据输沙率∝流速ⁿ(n>1)公式,输沙能力就翻数倍。
水流速度与比降的关系见曼宁公式:

泥沙导流隧洞出口流速单纯从比降考虑,要达到黄河下游流速的2倍,其比降要提升到4倍。
可将其设定为0.5‰。
具体做法:
1.河左西线运河必须考虑调水到南疆喀什的需求,水位与目标地落差小(1380米→1300米3000多公里长,可下调到1230米),比降、流速低,需单独由库底开挖导流斜隧洞。
腾格里沙漠海拔高度1200-1400 米左右,地势由东南向西北缓降。哈日格呼都格音包日勒吉以北1300米(卫星图上找不到,大体两线定位),紫泥湖水库以北1200米;和屯盐池(浩坦淖日)1200米以下。

从水库到沙漠1300米最近距离116公里,比降0.69‰;地面坡降0.86‰。隧洞长度可控制在50公里左右(出口1355米左右),满足比降0.5‰。
2.河右向东运河落差较大。
毛乌素沙地海拔多为1100-1300米,西北部稍高,东南部河谷低至950米。
现水位按等高线走,路径过长(1200多公里),不适宜向沙漠排泥沙。
如辅以隧洞可控制在900公里以下,比降0.27‰。

如大坝水位提升到1410米,运河渠隧结合,水道约为700公里,比降为0.37‰。

泥沙导流斜洞就近接入运河水道,控制接入口比降在0.50‰左右。
两泥沙导流洞均建双曲线喇叭型入口以提流速。
东运河两路入口及沙地段设几处水闸。排泥沙时关闭上层净水入口,开启泥沙导流隧洞,依次控制各节点将泥沙排向下倾的沙地。




